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3 INFORME CÁLCULO DE LA DENSIDAD DE LÍQUIDOS Y SÓLIDOS Calculation of the en!it" of li#ui an !oli RESUMEN En la actividad practica en el laboratorio se desarrollaron diferentes tipos de medición de masa, con diferentes instrumentos de laboratorio como son pipeta graduada, pipeta aforada, probeta, bureta, vaso precipitado y se determinaba que tipo de instrumento es el más idóneo o eficaz para la medición correspondiente, también se determinó el volumen y la masa de algunos solidos regulares e irregulares como piedras, dados y monedas. Por último se determinó la densidad del agua y etanol con la ayuda del picnómetro.
DANIEL FELI$E ROMERO #niversidad $istrital %&' dcruz.()*+)gmail.com LUIS FELI$E LO$E, #niversidad $istrital %&' luferosa1-"otmail.co
$ALA% $ALA%RA RAS S CLA& CLA&ES' balanza, densidad, lquidos, masa, peso, sólidos regulares e irregulares, volumen, sustancias, picnómetro, instrumentos de laboratorio( A%S)RAC) In practice activity in the laboratory different mass measurement measurement with different different laboratory instruments such as graduated pipette, volumetric pipette, measuring cylinder, burette, glass precipitated and determined what kind of instrument is the most appropriate or effective for developed the corresponding corresponding measurement, volume and mass of some regular and irregular solids like stones, dice and coins were also determined. Finally the density of water and ethanol was determined with the aid of pycnometer.
*EY+ORDS' balance, density, liquid, mass, !eig"t, solid regular and irregular volume, substances, pycnometer, laboratory instruments . -( IN)RODUCCIÓN Es necesa necesario rio y de vital vital import importanc ancia ia el desar desarrol rollo lo de actividades prácticas de laboratorio que introduzcan al estudiante al tema de densidades tanto de lquidos como de sólidos para que adquieran destrezas en determinación de estas mismas y conozcan que tipo de métodos y "erramientas son más eficientes y adecuadas para obtener resultados satisfactorios. satisfactorios. $ensidad $ensid ad absolu absoluta/ ta/ 0a den densid sidad ad o den densid sidad ad absolu absoluta ta epresa la masa por unidad de volumen. $onde 2 es la densidad, m es la masa y 3 es el volumen del cuerpo.
Para los lquidos y los sólidos, la densidad de referencia "abitual es la del agua lquida a la presión de 1 atm y la temper temperatu atura ra de ) 5' 5'.. En esas condiciones, la densidad absoluta del agua es de 1444 6g. 6g.77m( m(,, es decir, 1 8g70 8g7 0. #nidades de densidad en el 9istema :nternacional de #nidades ;9: =6ilogramo por metro cúbico ;6g. 7m><. =?ramo por centmetro cúbico ;g7cm><. =6ilogramo por litro ;6g. 70<. El agua tiene una densidad próima a 1 8g70. 8g70. =1 8g70 @ 1 g7cm> @ 1 g7m0.
$ensidad relativa/ 0a densidad relativa relación relación entre entre la densidad de una sustancia y una densidad de referencia, resultando una magnitud adimensional y, adimensional y, por tanto, sin unidad unidades. es. $onde 2r es la den densid sidad ad relat relativa iva,, 2 es la densidad absoluta y 24 es la densidad de referencia.
=?ramo por mililitro ;g7m0<, que equivale a ;g7cm><. =Para =Para los gases gases suele suele usarse usarse el gramo gramo por decmetr decmetroo cúbico ;g7dm>< o gramo por litro ;g70<, ;con la finalidad de simplificar con la constante universal de los gases ideales
+ Eisten diferentes técnicas para la medición de la densidad como el principio de Arqumedes, el picnómetro o el densmetro. #tilizando estas técnicas de medición se realizan determinados eperimentos en el laboratorio. Principio de Arqumedes/ es un principio fsico que afirma que un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido estático, será empuBado con una fuerza igual al peso del volumen de fluido desplazado por dic"o obBeto. $e este modo, cuando un cuerpo está sumergido en el fluido se genera un empuBe "idrostático resultante de las presiones sobre la superficie del cuerpo, que actúa siempre "acia arriba a través del centro de gravedad del cuerpo del fluido desplazado y de valor igual al peso del fluido desplazado. Esta fuerza se mide en Ce!tons ;en el 9:< y su ecuación se describe como/
$onde 2f y 2s son respectivamente la densidad del fluido y del sólido sumergido, 3 el volumen del cuerpo sumergido y g la aceleración de la gravedad.
$ensmetro/ Es un instrumento que sirve para determinar la densidad relativa de los lquidos sin necesidad de calcular antes su masa y volumen. Cormalmente, está "ec"o de vidrio y consiste en un cilindro "ueco con un bulbo pesado en su etremo para que pueda flotar en posición vertical.
%igura (. $ensmetro
.( O%/E)I&OS .(- O01eti2o ene4al' Adquirir destrezas en la determinación de densidades de cuerpos regulares e irregulares, y de lquidos de uso frecuente en el laboratorio.
.(. O01eti2o! e!5ec6fico!' Aplicar el correcto procedimiento para la determinación de densidades de obBetos sólidos y lquidos. $esarrollar "abilidades en el uso correcto de la balanza e identificar sus partes principales. $espertar el interés por el trabaBo practico del laboratorio a través de la utilización de materiales y equipos sencillos que determinan masa y volumen.
del volumen de liquido
Picnómetro/ Es un recipiente o frasco con cierre sellado de vidrio con un tapón, de tal manera que un volumen puede obtenerse con gran precisión. Esto permite determinar la densidad de un fluido, con referencia a un fluido con densidad conocida como el agua o el mercurio. El frasco se debe pesar vaco, luego con el agua y posteriormente llenar con el lquido en cuestión que en este caso es el etanol para "allar la densidad se utiliza la siguiente formula/
3( RESUL)ADOS Y ANÁLISIS DE RESUL)ADOS
dr = Peso d el picnómetro con alcohol - peso d el picnómetro vacío
3(-( Re!ultao!
%igura 1. $esplazamiento estatico por un cuerpo.
Peso de l picnómetro con agua - peso del pic nómetro vacío
:nstrumento 7 Dedida Pipeta ?raduada Pipeta Aforada
Dasa +F ;g< ;1ml< 4.GG++ 4.)+)(
Habla 1. Dedida de masa para 1ml de +F, medido con instrumentos volumétricos. Figura 2. Picnómetro
( :nstrumento 7 Dedida Pipeta ?raduada Pipeta Aforada
Dasa +F ;g< ;14ml< -.-1(+ -.*I
Habla +. Dedida de masa para 14ml de +F, medido con instrumentos volumétricos. :nstrumento 7 Dedida Pipeta ?raduada
Dasa +F ;g< ;+Iml< +).*)G+
Pipeta Aforada
+(.--I(
Probeta
+(,+++
3aso a 3aso
++,-4(
Jureta
+).III
Habla (. Dedida de masa para +Iml de +F, medido con instrumentos volumétricos. :nstrumento 7 Dedida Probeta 3aso a 3aso
Dasa +F ;g< ;I4ml< I4,-11I )*.4G*(
Habla ). Dedida de masa para I4ml de +F, medido con instrumentos volumétricos.
Habla I. 3alores de masa, volumen y densidad para sólidos irregulares.
Habla G. 3alores de masa, volumen y densidad para sólidos regulares.
Habla *. Dedida de la densidad para sustancias liquidas utilizando el picnómetro.
3(.( An7li!i! e 4e!ultao! En las diferentes actividades desarrolladas en el laboratorio para determinar, identificar y obtener la masa, densidad y volumen se realizaron diferentes pruebas con instrumental de todo tipo, aunque los valores arroBados en algunas mediciones no fueron los más precisos y eactos ya que al no realizar varias mediciones con el mismo instrumental y en las mismas condiciones los valores obtenidos no son representativos, como si se "ubieran realizado varias mediciones el tiempo fue un factor que influyó para realizar los mismos montaBes más veces. En la realización de los montaBes evidenciamos que "aban unos instrumentos más eactos que otros ya que se acercaban más al valor real o verdadero estos instrumentos principalmente eran la bureta y la pipeta graduada, en los instrumentos menos eactos encontramos el vaso de precipitado, la probeta y la pipeta aforada ya que estos eran los que más se aleBaban del valor real. Es de gran relevancia destacar que algunas mediciones no fueron las más eactas ya que en algunas se presentaron interferencias y errores sistemáticos como que el instrumento "acer elaborado a ya quedado mal la escala, la calibración de la balanza no "aya sido la más idónea entre otros factores. Entre otros errores sistemáticos podemos encontrar que el alumno no realizo adecuadamente los procesos de medición alterando los resultados entre ellos tenemos no observar bien el aforo de cada instrumento, no realizar adecuadamente la succión del lquido, al transvasar deBar perder cantidades considerables de agua, no realizar el adecuado pesaBe en la balanza además de que al no tener eperiencia en la manipulación de estos equipos "aya generado desconfianza en el estudiante y as afectar estos procesos. 0os errores accidentales o aleatorios que se pudieron presentar en cada uno de las pruebas no son tan claros ya que estos aparecen fruto del azar estos se ven refleBados por la acumulación de muc"as incertidumbres sistemáticas incontrolables, estos errores son difciles de controlar ya que están siempre presentes pueden ocurrir en forma ocasional y su ausencia o eceso pueden alterar significativamente el análisis. 0os resultados obtenidos en el desarrollo de cada uno de las actividades prácticas en el laboratorio es poder comprender, conocer, aplicar y adquirir los conocimientos y plasmarlos atreves de representaciones en cada una de las pruebas realizadas enfocándonos a reducir y en lo posible controlar cada uno de los errores para realizar resultados y análisis más eactos.
) En cuanto a los resultados obtenidos en la densidad del agua y el etanol con el método de picnómetro podemos observar en la tabla que los valores arroBados en el procedimiento eperimental no están tan leBos de acuerdo a lo teórico es decir que el procedimiento realizado en el laboratorio no tuvo mayor afectación igualmente ocurre con etanol ya que al realizar la diferencia de valores el valor es muy pequeKo. ay que tener en cuenta en el análisis del agua las variables como presión de 1 Atm. L temperatura de )5' según la consulta realizada. HEO:'F picnómetro agua 1.411GG g7ml 1 g7ml picnómetro etanol 4.(1+1 g7ml 4,*-g7ml Habla comparación densidad de agua y etanol con datos laboratorio y datos teóricos. DMHF$F
9#9HAC':A
Habla11. 'alculo error absoluto y relativo medida 14 ml de +F.
8( A5licacione! inu!t4iale! " a90ientale! e la en!ia(
ENPEO:DECHA0
3(3 Calculo e44o4 4elati2o " a0!oluto'
Habla - calculo error absoluto y relativo medida 1 ml de +F.
0a medición de densidad de los lquidos tiene un gran uso para la determinación de la calidad de un producto, el control de un proceso de fermentación, el contenido de alco"ol de productos destilados en porcentaBe de volumen, el contenido de azúcar en bebidas carbonatadas, la calidad de los productos y lubricantes del petróleo, la composición de productos farmacéuticos, la preparación de pinturas, barnices y materiales de recubrimiento. 0a medición de la densidad en lquidos se realiza midiendo el impulso ascensional con un determinado cuerpo de cristal. 0a medición de la densidad en sólidos se realiza a través del peso y el volumen de una muestra. El dispositivo de pesado de las balanzas para medir densidad determina el peso, el volumen se calcula por el empuBe de la muestra dentro de un lquido, para lo que deberá conocerse la densidad de este lquido. Para determinar la densidad y la concentración de lquidos y disoluciones eisten en la industria los areómetros ;"idrómetros< y los densmetros, que son flotadores de vidrio lastrados con perdigones de plomo en la parte inferior.
Habla14. 'alculo error absoluto y relativo medida 14 ml de +F.
#n "idrómetro es un instrumento utilizado para la medición de la densidad de lquidos y sólidos. Hambién es conocido como densmetro de inmersión o areómetro.
:( CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Habla11. 'alculo error absoluto y relativo medida +I ml de +F.
En el laboratorio podemos encontrar instrumentos más eactos que otros como la bureta quien nos arroBó datos más cercanos a los valores reales, también debemos saber escoger o determinar el instrumento indicado para diferente medición, es de gran importancia tener en cuenta las especificaciones de cada instrumento ya que de este depende que "aya un meBor análisis. 9e identificó las diferentes medidas y fórmulas que se emplean para determinar la densidad y los diferentes instrumentos para poder "allarla como el picnómetro. 9e adquirieron más destrezas a la "ora de calcular las densidades tanto de cuerpos regulares, como irregulares.
I 9era importante que si "ay la oportunidad de repetir este laboratorio se debera realizar más pruebas con los mismos instrumentos y condiciones para "allar cada vez datos más cercanos a al dato real o verdadero. En cuanto a la determinación de densidad por medio del método del picnómetro los datos arroBados en el laboratorio son muy cercanos a los consultados en la parte teórica esto indica que no se presentaron tantas interferencias en estas pruebas como en las demás.
;( REFERENCIAS %I%LIO
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'"ang, Oaymond, Sumica, Editorial Dc. ?ra! ill, 9éptima Edición, Déico, +44+. "ttp/77docencia.udea.edu.co7cen7tecnicaslabquimico7 4+practicas7practica4(."tm "ttp/77es.slides"are.net7os8r417determinacinTdeT densidadesTconTelTpicnmetro "ttp/77!!!.quiminet.com7articulos7novedadesTenTlaT medicionTdeTdensidadTdeTliquidosT++4*-."tm "ttp/77fisica.udea.edu.co7UlabT gicm70abratorioV%isicaV1V+41+7+41+V'lasificacion W+4deW+4losW+4errores.pdf "ttp/77!!!.fullquimica.com7+41+74)7densidadTdelT agua."tml
=( ANE>OS' 0a incertidumbre de medición, es un parámetro asociado con el resultado de una medición, que caracteriza la dispersión de los valores que podran ser razonablemente atribuidos al mensurando ;?ua :OAD (+.1--*<. El concepto de incertidumbre, como un atributo cuantificable, es relativamente nuevo en la "istoria de las mediciones, aunque los términos error y análisis de error "an sido bastamente usados como parte práctica de la ciencia de las mediciones o metrologa. 'uando se "an evaluado todas las componentes, conocidas y supuestas de un error, y se "an aplicado las correcciones adecuadas, todava queda como remanente una incertidumbre sobre la corrección del resultado establecido, esto es, la duda de cuán bien representa el resultado de la medición al valor de la magnitud que se está midiendo. 'álculo de Dasa con instrumentos volumétricos/ Pipeta ?raduada Dasa +F@ Dasa 3p con +F X Dasa 3p 1ml/ *I,+)(T*),I4@4,GG++g 14ml/ ),)-)T*),I4@-.-1(+g +Iml/ -*,4(T*),I4@ +(,+++g 'álculo de Dasa con instrumentos volumétricos/ Pipeta Aforada Dasa +F@ Dasa 3p con +F X Dasa 3p
1ml/ *I,44I1T*),I4 @ 4.)+)(g 14ml/ (,+I(T*),I4 @ ,G*++g +Iml/ -.I*G1T *),I4 @ +(,--I(g 'álculo de Dasa con instrumentos volumétricos/ Probeta Dasa +F@ Dasa 3p con +F X Dasa 3p +Iml/ -*,4(T*),I4 @ +(,+++g I4ml/ 1+I.)1-IT*),I4@ I4,-11Ig 'álculo de Dasa con instrumentos volumétricos/ 3aso a 3aso Dasa +F@ Dasa 3p con +F X Dasa 3p +Iml/ 14+.1)G)T*I.*+*) @ +G.)1-g I4ml/ 1++.*-)*T*I.*+*) @ )*.4G*(g 'álculo de Dasa con instrumentos volumétricos/ Jureta Dasa +F@ Dasa 3p con +F X Dasa 3p +Iml/ --,1(IIT*),I4@ +).IIIg 'alculo de $ensidad sustancias lquidas problema/ Agua/ $@ m7v
[email protected] g7ml Etanol/ $@ m7v TTTTTY+4.*4(g7+Iml@4.(1+1 g7ml